高中生物第六章蛋白质和DNA技术单元检测含解析中图版选修1.pdf

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1、第六章蛋白质和 DNA 技术单元检测第六章蛋白质和 DNA 技术单元检测 （时间：45 分钟，满分：100 分） 一、选择题（每小题 3 分，共 60 分） 1 某个 DNA 分子的碱基总数腺嘌呤为 200 个，利用 PCR 技术循环数次后，消耗周围环 境中腺嘌呤的脱氧核苷酸 3 000 个，该 DNA 分子已循环了几次？（ ） A3 次 B4 次 C5 次 D6 次 2 实验室内模拟生物体 DNA 的复制必需的一组条件是（ ） 。 酶 游离的脱氧核苷酸 ATP DNA 分子 mRNA tRNA 适宜的温度 适宜的酸碱度 A B C D 3 有关凝胶色谱法和电泳法的说法正确的是（ ） 。 A它

2、们都是分离蛋白质的重要方法 B它们的原理相同 C使用凝胶色谱法需要使用缓冲溶液而电泳法不需要 D以上说法都正确 4 PCR 一般要经过三十多次循环，从第二轮循环开始，上一次循环的产物也作为模板 参与反应，由引物延伸而成的 DNA 单链作模板时将（ ） 。 A仍与引物结合进行 DNA 子链的延伸 B无需与引物结合，在酶的作用下从头合成子链 C同时与引物和引物结合进行子链延伸 D与引物结合进行 DNA 子链的延伸 5 缓冲液的作用是 ： 在一定范围内， 抵制外界的影响来维持_基本不变 （ ） 。 A温度 BpH C渗透压 D氧气浓度 6 下列叙述中错误的是（ ） 。 A改变 NaCl 溶液的浓度只

3、能使 DNA 溶解而不能使其析出 B在沸水浴中，DNA 遇二苯胺试剂会呈现蓝色 C用电泳法可分离带电性质、分子大小和形状不同的蛋白质 D用透析法可去除蛋白质样品中的小分子物质 7 符合 PCR 反应条件的一项是（ ） 。 稳定的缓冲液环境 DNA 模板 合成引物 四种脱氧核苷酸 DNA 聚合酶 DNA 解旋酶 限制性内切酶 温控设备 A B C D 8 从细胞中提取某种特定的蛋白质比提取 DNA 难度大，其原因不包括（ ） 。 A蛋白质对温度、盐浓度、pH 等条件更敏感，更易失活 B蛋白质的空间结构多样，理化性质各不相同，使得蛋白质的提取没有统一的方法 C提取某种特定的蛋白质时需据其特性摸索提

4、取的程序 D提取血红蛋白程序可分为样品处理、粗分离、纯化、纯度的鉴定四大步 9 下图为 DNA 分子复制的片段，图中 a、b、c、d 表示各条脱氧核苷酸链。一般来说， 下列各项正确的是（ ） 。 Aa 和 c 的碱基序列互补 Bb 和 c 的碱基序列相同 Ca 链中（AT）/（GC）的比值与 b 链中同项比值不同 Da 链中（AT）/（GC）的比值与 c 链中同项比值相同 10 下图是哪次循环的产物？（ ） A第一次循环 B第二次循环 C第三次循环 D第四次循环 11 关于 DNA 聚合酶催化合成 DNA 子链的说法，正确的是（ ） 。 A以 DNA 为模板，使 DNA 子链从 5端延伸到 3

5、端的一种酶 BTaqDNA 聚合酶必须在每次高温变性处理后再添加 CDNA 聚合酶能特异性地复制整个 DNA 的全部序列 DTaqDNA 聚合酶是从深海生态系统中发现的 12 DNA 扩增过程中，DNA 片段经若干次扩增，与其数目的理论值变化相符的图是 （ ） 。 13 某考古学家在西伯利亚泰加林地区的冰中， 发现了一种冰冻的已灭绝的巨型动物的 肌肉。 他想了解该巨型动物的 DNA 与现今印度大象的 DNA 的相似性， 于是做了如下检测工作， 其中正确的操作步骤及顺序是（ ） 。 降低温度，检测处理后的杂合 DNA 双链 通过 PCR 技术扩增巨型动物和大象的 DNA 把巨型动物的 DNA 导

6、入大象的细胞中 在一定温度条件下， 将巨型动物和大象的 DNA 水 浴共热 A B C D 14 已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子，其分子大小、电荷性质和 数量情况如下图所示，下列有关蛋白质分离的叙述正确的是（ ） 。 A分子甲与分子乙所带电荷性质不同 B若用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质，则分子甲移动速度最慢 C 若将样品以 2 000 r/min 的速度离心 10 min， 分子丁存在于沉淀中， 则分子甲也一定 存在于沉淀中 D将样品装入透析袋中透析 12 h，若分子丙保留在袋内，则分子乙也一定保留在袋内 15 （多选）下列关于 DNA 和蛋白质提取与分离实验的叙述，正确的有

7、（ ） 。 A提取细胞中的 DNA 和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞 B用不同浓度 NaCl 溶液反复溶解与析出 DNA 可去除蛋白质 C蛋白质提取和分离过程中进行透析可去除溶液中的 DNA D蛋白质和 DNA 都可以用电泳的方法进行分离纯化 16 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法中加入 SDS 的作用是（ ） 。 A增大蛋白质的相对分子质量 B改变蛋白质的形状 C掩盖不同种蛋白质间的电荷差别 D减少蛋白质的相对分子质量 17 下列有关蛋白质提取和分离的说法，错误的是（ ） 。 A透析法分离蛋白质的原理是利用蛋白质不能通过半透膜的特性 B采用透析法使蛋白质与其他小分子化合物分离开来 C离心沉降法通过控制

8、离心速率使分子大小、密度不同的蛋白质分离 D蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷相同的电极方向移动 18 将人红细胞置于盛有下列液体的离心管中，10 分钟后离心，得到沉淀物和上清液， 则上清液中 K含量最高的离心管内盛有（ ） 。 A质量分数为 10%的氯化钠溶液 B质量分数为 20%的蔗糖溶液 C质量分数为 0.9%的氯化钠溶液 D蒸馏水 19 PCR 利用了 DNA 热变性的原理，PCR 仪实际上也是一种能自动调控温度的仪器，对 PCR 过程中“温度的控制”的下列说法错误的是（ ） 。 A酶促反应需要高的温度，是为了确保模板是单链 B延伸的温度必须大于复性温度，而小于变性温度 CDNA 聚

9、合酶不能热变性，要用耐高温的聚合酶 DDNA 解旋酶不能热变性，为了确保模板是单链 20 下图表示 DNA 变性和复性示意图，下列相关说法正确的是（ ） 。 A向右的过程为加热（80100 ）变性的过程 B向左的过程是 DNA 双链迅速致冷复性 C变性与在生物体内解旋过程的条件、实质都相同 D图中 DNA 片段共有 4 个游离的磷酸基、4 个 3端 二、非选择题（共 40 分） 21 （13 分）已知蛋白质混合液中硫酸铵浓度的不同可以使不同种类的蛋白质析出 （或沉淀） ，随着硫酸铵浓度增加，混合液中析出的蛋白质种类和总量增加。下表是某蛋白 质混合液中的不同蛋白质从开始析出到完全析出所需要的蛋白

10、质混合液中的硫酸铵浓度范 围。 蛋白质混合液中的硫酸铵浓度（%）析出的蛋白质 1520甲蛋白 2330乙蛋白 2535丙蛋白 3840丁蛋白 请据表回答： （1）若只完全析出甲蛋白，混合液中最合适的硫酸铵浓度应为_。 （2）向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液（或硫酸铵） ，使混合液中的硫酸铵浓度达到 30%，会析出若干种蛋白质，它们分别是_。 （3）通过改变混合液中的硫酸铵浓度_（能、不能）从混合液中得到所有的、 不含有其他蛋白质的乙蛋白，原因是 _ _。 （4）简要写出从该蛋白质混合液中分离出全部丁蛋白的实验设计思路。 （5） 如果蛋白质析出物中还含有一定量的硫酸铵， 可用半透膜除去析出物中的

11、硫酸铵。 用半透膜能除去析出物中硫酸铵的原理是_ _。 22 （7 分）Kornberg 曾以噬菌体为引子，用四种脱氧核苷酸为原料，加入适量 ATP 和 DNA 聚合酶，在试管中把游离的脱氧核苷酸合成了噬菌体 DNA，这种半人工合成的 DNA 也 能够在寄主（细菌）体内繁殖。请据此回答下列问题。 （1）该实验说明的问题是_。 （2）加入 ATP 的目的是_。说明该过程是_。 （3）加入 DNA 聚合酶的目的是_。 （4）若 DNA 是在细菌细胞内合成的，则其场所是_；若在真菌细胞内合成，其 场所可能是_；若在高等植物叶肉细胞内合成，其场所又可能是_。 23 （9 分）下图为一种核酸分析方法，请

12、据图分析回答有关问题。 （1）被分析的材料应属于一条_链。如果它存在另一条互补链，该互补链的碱 基序列是： （2）如果选择性断开的位置是碱基 G，那么随机出现的被标记片段应有_种， 在电泳带上被分离的显示位置应有_处， 在泳动方向最先端的片段应是_序列 段， 与图示泳动位置相比， 在同样电泳条件下该片段应位于的_（填 “上方” 或 “下方” ） 。 （3）应用上述原理分析某种未知序列核酸的一条单链，结果如下图所示： 此 结 果 说 明 ， 该 核 酸 的 此 单 链 含 _个 核 苷 酸 ， 其 ATGC _ 24 （6 分）随着分子生物学的发展，人们越来越重视对蛋白质的研究。测定蛋白质的 相

13、对分子质量是研究蛋白质的一项重要技术， 常用的测定方法是凝胶 （由多孔性网状物质构 成的颗粒，其孔能让小分子物质进出）色谱法，即在一根垂直的玻璃柱中装满凝胶，然后在 其上端加入蛋白质混合液并用缓冲液进行洗脱。 根据各种蛋白质洗脱的先后顺序可以比较它 们的相对分子质量大小。 不同蛋白质相对分子质量大小与洗脱体积的关系如下图所示。 请回 答下列问题。 （1）蛋白质的基本单位是_，其结构通式为_。 （2） 把含有肌红蛋白 （相对分子质量为 16 900） 、 血清蛋白 （相对分子质量为 35 000） 、 牛胰岛素（相对分子质量为 5 700）的蛋白质混合液进行凝胶过滤，最先洗脱出来的是 _。 （3

14、）某人欲用凝胶色谱法比较 A、B 两种蛋白质的相对分子质量大小，请你选择需要的 材料，帮助其设计实验步骤，并预测实验结果，以得出相关结论。 实验步骤：_ _ _。 实验结果：_ _。 （4）若由凝胶色谱法测得某一由 2 条肽链构成的蛋白质的相对分子质量为m，且已知 氨基酸的平均相对分子质量为n。则该蛋白质是由_个氨基酸经脱水缩合而成的。 25 （5 分）阅读下列材料，回答问题。 圆褐固氮菌是自生固氮菌，为经济有效地提高农作物产量，人们一直在努力研究、寻找 固氮基因。对基因的研究常常因研究样品中 DNA 含量太低而难以进行，PCR 技术有效地解决 了这个问题。 如今对基因的深入研究使人类跨入了蛋

15、白质组研究时代， 从复杂的细胞混合物 中提取、分离高纯度的蛋白质是该研究要做的基本工作之一。 用基因工程技术从经过分离、提纯的圆褐固氮菌中获取固氮基因，然后进行 PCR 扩 增。 下表1和表2分别表示用PCR扩增固氮基因的反应体系及反应条件。 从下表中可得出， PCR 技术与 DNA 复制相比较，主要区别之一是_， 此外，从反应条件看，所使用的 DNA 聚合酶应具有_的特点。每次循环都需要 2 种引物，其作用是_。 表 1：PCR 反应体系 缓冲液 脱氧 核苷酸 引物 A引物 B DNA 聚合酶 模板 DNA 加去 离子水 5 L1 L0.5 L0.5 L0.5 L12 L 补足至 50 L

16、表 2：PCR 反应条件 变性复性延伸30 个循环后保温 温度95 55 72 适宜4 时间30 s30 s1 min510 min2 h 在对固氮基因产物的生产研究中，需要从复杂的细胞混合物中提取、分离高纯度的 蛋白质。 （1）在样品的处理中，除去样品中小分子杂质的步骤叫_。 （2）上图表示相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶色谱法分离的过程。试管中收集到 的 液 体 最 先 出 现 的 是 相 对 分 子 质 量 较 大 的 蛋 白 质 ， 原 因 是 _ _。 参考答案参考答案 1 答案：答案：B 2 答案：答案：D 3 解析 ：解析 ： 它们都是分离蛋白质的重要方法，但它们的原理不同，凝胶

17、色谱法是根据相对 分子质量的大小分离蛋白质的方法， 而电泳法利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异 以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种 分子的分离，这两种方法都需要缓冲液。 答案：答案：A 4 解析：解析：PCR 扩增中，从第二轮循环开始由引物延伸而成的 DNA 单链作模板时将与引 物结合进行 DNA 子链的延伸 ； 由引物延伸而成的 DNA 单链作模板时将与引物结合进行 DNA 子链的延伸。 答案：答案：D 5 答案：答案：B 6 解析：解析：当 NaCl 溶液浓度为 0.14 molL1时可以析出 DNA。 答案：答案：A 7 解析 ：解析

18、： PCR 反应应模拟生物细胞内 DNA 复制的条件，只是无需解旋酶（可热变性） ，也 不需要基因工程的工具酶（限制性内切酶） 。 答案：答案：D 8 答案：答案：D 9 解析 ：解析 ： 因 a 和 d、a 和 b、c 和 d 的碱基序列互补，所以 a 和 c 的碱基序列相同 ； b 和 c 的碱基序列互补；由于 a 和 c 的碱基序列相同，所以 a 链中（AT）/（GC）的比值与 c 链中同项比值相同。 DNA 分子中一条链上的 （AT） /（GC） 的比值等于另一条链上的 （AT） /（GC）的比值。 答案：答案：D 10 解析 ：解析 ： 在 PCR 反应中， 以引物为标记， 第一次循

19、环时， 以加入的 DNA 为模板， 两条 DNA 链可分别由引物和引物与其结合并在 DNA 聚合酶的作用下延伸，所以形成的每个子 DNA 中只有一种引物 ； 从第二次循环开始，上次产生的 DNA 分子又可作为模板参与反应，所以会 形成 DNA 分子两端均含引物的情况，如图所示： 因此题干中所出现的情况是第一次循环的产物。 答案：答案：A 11 解析：解析：在 PCR 扩增 DNA 分子的过程中，各种组分要一次性加入；DNA 聚合酶只能特异 性地催化 DNA 特异片段的复制；TaqDNA 聚合酶是从美国黄石国家公园的一个热泉中发现的。 答案：答案：A 12 解析：解析：DNA 扩增过程中，DNA

20、 片段呈指数增长。 答案：答案：C 13 解析 ：解析 ： PCR 技术是分子生物学发展史上的一个里程碑， 它大大简化了基因克隆的步骤， 已广泛应用于生物学研究的各个领域。PCR 反应通过变性、复性、延伸三个循环步骤，使目 标 DNA 片段呈指数扩增。因此，PCR 系统是一个极其灵敏的信号放大系统，能将极微弱，甚 至是单拷贝的基因信号检测出来。 通过 PCR 技术扩增巨型动物和大象的 DNA，然后利用 DNA 分子在高温时解螺旋的特点， 将巨型动物和大象的 DNA 水浴共热，再降低温度，检测处理后的杂合 DNA 双链。 答案：答案：A 14 答案：答案：B 15 解析：解析：A 项中，提取细胞

21、中的染色质（染色体）需用蒸馏水涨破细胞；C 项中，蛋白 质提取和分离过程中进行透析不能除去溶液中的 DNA，因为透析袋能使小分子自由进出，而 将大分子保留在袋内。 答案：答案：BD 16 解析：解析：加入 SDS 的作用：使蛋白质发生完全变性，解聚成单条肽链；与各种蛋白质 形成蛋白质SDS 复合物，SDS 所带电荷量远远超过了蛋白质原有带电量，掩盖了不同蛋白 质间的电荷差别，使电泳迁移率完全取决于分子大小。 答案：答案：C 17 答案：答案：D 18 解析：解析：人红细胞在蒸馏水中渗透吸水涨破，K含量较高。 答案：答案：D 19 答案：答案：D 20 解析 ：解析 ： 变性后的DNA在缓慢降温

22、后才会复性 ； 变性与在生物体内解旋过程的条件不同、 实质相同；任一 DNA 片段都有 2 个游离的磷酸基（5端）和 2 个 3端。 答案：答案：A 21 答案：答案：（1）20% （2）甲蛋白、乙蛋白、丙蛋白 （3）不能 乙蛋白和丙蛋白析出所需的硫酸铵浓度范围有重叠 （4）向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液（或硫酸铵） ，使其浓度达到 35%（或 35% 硫酸铵浓度38%范围内任意一个浓度） ； 分离析出物与溶液，保留溶液，取保留溶液，再加 入硫酸铵溶液（或硫酸铵） ，使硫酸铵在溶液中的浓度达到 40%（或 40%以上） ，分离析出物 与溶液，析出物即为丁蛋白。 （5）半透膜是一种选择性透过膜

23、，只允许小分子的硫酸铵通过，不允许大分子蛋白质 通过 22 解析 ：解析 ： 本题考查 DNA 的复制过程及条件。在解答时应结合 DNA 的复制条件、DNA 复制 过程的相关基础知识，吃透问题题干，作出正确的解答。 答案：答案：（1）在一定条件下，DNA 具有自我复制功能 （2）为 DNA 复制提供能量 一个耗能的过程 （3）促进 DNA 新链的合成 （4）原核细胞的拟核 细胞核、线粒体 细胞核、线粒体、叶绿体 23 解析：解析：本题是电泳技术的应用实例电泳技术在 DNA 测序中的应用。难度大，能 力要求较高。重点考查识图能力。解决此题的关键是读懂图。图中给出了一个对 DNA 单链进 行分析的

24、思路。从图中可以看出，DNA 单链的磷酸末端即 5端的磷酸基团被标记，如果选 择从 A 处断开， DNA 单链中有几个 A 就能形成几条 DNA 片段。 在凝胶介质上， 长度不同的 DNA 片段通过电泳时因相对分子质量不同就会自然分开。 根据产生 DNA 片段的个数确定 DNA 中每 种碱基的个数， 根据电泳时在电场中分布的先后顺序可以确定四种碱基在 DNA 单链中的排列 顺序。 （1）据碱基互补配对原则写出互补链碱基，要注意反向平行。 （2）由于此单链中的 G 碱基有 5 个，所以从 G 处断裂也会产生 5 种被标记片段，在电泳带上也会显示 5 处位置，在 距磷酸基的第二个碱基处就会断裂，所

25、以此片段为 TG，比处的 TGCA 还短，所以运动速度 比快，位于的下方。 （3）此单链中的核苷酸数为 4 个 T5 个 A5 个 G4 个 C18 个， 碱基序列也就已经分析出来了。 答案：答案：（1）DNA 单 AGCATGCGTTCAAGTGCA （2）5 5 TG 下方 （3）18 5 4 5 4 24 解析：解析：相对分子质量不同的蛋白质，通过凝胶色谱柱时，相对分子质量大的先洗脱 出来。 该题考查了对凝胶色谱法分离蛋白质的实验的理解和应用。 设该蛋白质是由x个氨基 酸脱水缩合而成， 则脱去水分子的相对质量 （x2） 18。 蛋白质的相对分子质量为mxn （x2）18，解方程得x（m36）/（n18） 答案：答案：（1）氨基酸 （2）血清蛋白 （3）将含有 A、B 两种蛋白质的混合液加入装满凝胶的玻璃柱上端，并用缓冲液进行洗 脱，检测它们洗脱的先后顺序 若 A 先于 B 洗脱出来，则 A 的相对分子质量大于 B；若 B 先 于 A 洗脱出来，则 B 的相对分子质量大于 A （4） （m36）/（n18） 25 答案 ：答案 ： 不需要 ATP（或不需要解旋酶） 耐高温 引导 DNA 聚合酶从 3端延伸 DNA 链 1）透析 （2）蛋白质相对分子质量较大，被排阻在凝胶颗粒外面，在颗粒之间迅速通过